JP2004327994A - 任意のサイズのコンプライアント媒体上に高解像度の３次元インプリントパターンを複製する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 可撓性があり、耐久性があり、ベルトあるいはシリンダと接続されることができるインプリントスタンプ用コンプライアント媒体を提供する。
【解決手段】 コンプライアント媒体（４５）上にインプリントパターン（２０ｑ）を複製する方法は、インプリントパターン（２０ｓ）の像がフォトポリマーシム（３６）を形成するために、フォトポリマー層（３５）にインプリントスタンプ（２０ａ）を配置後さらに分離すること（Ｐ）、前記フォトポリマーシム（３６）を覆うコンプライアント媒体（４５）を形成し、前記フォトポリマーシム（３６）内の前記インプリントパターン（２０ｓ）を前記コンプライアント媒体（４５）に転写すること、接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、前記フォトポリマーシム（３６）から前記コンプライアント媒体（４５）を分離すること、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２７

Description

本発明は包括的には、任意のサイズのコンプライアント媒体（可撓性媒体）上に３次元のインプリントパターン（imprint pattern：刻印パターン）を複製するための方法に関する。より具体的には、本発明は、インプリントスタンプを含む１つあるいは複数のフォトポリマーシムをコンプライアント媒体上に複製するための方法に関する。当該コンプライアント媒体は、ソフトリソグラフィインプリンティング工程において、コンプライアント媒体と接触する別の媒体に対して、インプリントスタンプ上に支持されていた高解像度の３次元インプリントパターンを転写するために用いられる。

多くの場合に、再結合（recombination）と呼ばれる工程を用いて、小さなマスターから大規模のシム（shim）が形成される。再結合では、小さなマスタースタンプが、熱可塑性基板をエンボス加工する間に、交互に加熱および冷却される。結果として、マスタースタンプ内のパターンが熱可塑性基板に転写される。その後、熱可塑性基板はめっき、あるいは他の方法でコーティングされて、他のシムを形成することができる。上記の工程のために用いられる機械は高額であり（たとえば、＄９０，０００以上）、融けた状態のときの熱可塑性基板の比較的高い粘度に起因して、サブミクロンの寸法（すなわち１．０μｍ未満）のパターンで動作することは保証されていない。たとえば、自動ホログラフィックシステムのような、他の独自の工程を利用することができる。しかしながら、その独自のシステムも高額であり、シム当たりのコストがシム当たり数千ドルを超える可能性もある。

ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、シリコーンゴムは、その可撓性、非粘着性および紫外線に対する透過性のため、ソフトリソグラフィのための良好な材料として幅広く認識されている。しかしながら、薄いシートでは、弾性があり、簡単に裂け、自らに粘着する傾向があるので、ＰＤＭＳは取り扱うのが非常に難しい。

したがって、低コストで、耐久性があり、取り扱うのが容易な、ソフトリソグラフィ工程において用いるためのインプリントスタンプを支持するためのコンプライアント媒体が必要とされる。また、サブミクロン機構サイズを有するインプリントスタンプを支持することができるコンプライアント媒体が必要とされる。光学的に透過性を有し、特に紫外線に対して透過性のコンプライアント媒体が必要とされる。最後に、可撓性があり、耐久性があり、ベルトあるいはシリンダと接続されることができるコンプライアント媒体が必要とされる。

本発明は、低コストで、耐久性があり、取り扱うのが容易な、ソフトリソグラフィ工程において用いるためのインプリントスタンプを支持するためのコンプライアント媒体であって、さらに可撓性があり、耐久性があり、ベルトあるいはシリンダと接続されることができるコンプライアント媒体を提供することである。

概して、本発明は、任意のサイズのコンプライアント媒体上に高解像度の３次元インプリントパターンを複製するための方法において具現される。コンプライアント媒体は可撓性ベルト材料と接続されることができるか、あるいはシリンダと接続されることができる。コンプライアント媒体は、サブミクロン（すなわち１μｍ未満）の機構サイズを有する機構を含むことができるインプリントスタンプを支持する。コンプライアント媒体は任意のサイズに形成されることができ、コンプライアント媒体によって支持されるインプリントパターンは同じマスター基板から、あるいは異なるマスター基板から形成されることができる。

本発明のコンプライアント媒体の利点は、そのコンプライアント媒体が、卓上の実験室環境において低コストで製造されることができ、耐久性があり、可撓性であり、光学的に透過性の材料、特に紫外線に対して透過性の材料から形成されることができることである。そのコンプライアント媒体は、ソフトリソグラフィ工程において用いるための光学的に透過性のベルトあるいはシリンダと接続されることができ、コンプライアント媒体によって支持されるインプリントスタンプを用いて、別の基板がエンボス加工される。その別の基板は、フォトポリマー材料をコーティングされることができ、その後、エンボス加工ステップと同時に紫外線光源によって硬化される。

本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を例示する、添付の図面とともに取り上げられる、以下に記載される詳細な説明から明らかになるであろう。

以下に記載される詳細な説明およびいくつかの図面においては、類似の構成要素は類似の参照番号で識別される。

例示のための図面に示されるように、本発明は、任意のサイズのコンプライアント媒体上に高解像度の３次元インプリントパターンを製造するための方法において具現される。そのコンプライアント媒体は、シリンダあるいはベルトのような別の基板と接続されることができる。ベルトには可撓性のベルトを用いることができる。基板と接続された後に、インプリントパターンはリソグラフィインプリント工程の一部として用いられることができ、別のコーティングされた基板がベルトあるいはシリンダの下を通され、コンプライアント媒体上のインプリントパターンがそのコーティングされた基板にエンボス加工（すなわち転写）される。コーティングされた基板はフォトポリマーのような材料をコーティングされることができ、フォトポリマーにインプリントパターンを固定するために、エンボス加工と同時にフォトポリマーを硬化させることができる。

図１〜図４では、マスター基板１１がパターニングされ、その後、エッチングされて、その中にインプリントパターン２０が形成される。図１では、マスター基板１１は、エッチングマスクとして役割を果たすことになる材料１５５をコーティングされる。材料１５５には、マイクロエレクトロニクス分野において一般的に用いられるフォトレジスト材料を用いることができる。マスター基板１１内に形成されることになるパターン１５３を保持するマスク１５１に光１５４を照明し、その光によって、パターン１５３で材料１５５が露光される。

図２では、材料１５５が現像され、光１５４に露光された材料１５５の部分が除去される。図２および図３では、マスター基板１１がエッチング物質でエッチングされ、材料１５５で覆われないマスター基板１１の部分が除去される。結果として、図３では、マスター基板１１内に複数のインプリントパターン２０ｐが形成される。図４では、インプリントパターン２０ｐがマスター基板１１上にインプリントスタンプ２０を画定する。

インプリントスタンプ２０は、幅、長さおよび高さの３つの寸法が全て相違する複数のインプリントパターン２０ｐを含むことができる。図４の断面図および図５の平面図では、複数のインプリントパターン２０ｐは幅寸法ｄ₀、高さ寸法ｈ₀および長さ寸法Ｌ₀が相違する。インプリントパターン２０ｐの実際の寸法は応用形態に依存し、大抵の場合に、材料１５５をパターニングするために用いられるリソグラフィ工程に依存するであろう。たとえば、最新のマイクロエレクトロニクスリソグラフィ工程が用いられる場合には、寸法（ｄ₀、ｈ₀、Ｌ₀）はサブマイクロメートルスケール、すなわち１．０μｍ未満にすることができる。たとえば、インプリントパターン２０ｐは１００．０ｎｍ以下の寸法（ｄ₀、ｈ₀、Ｌ₀）を有することができるナノインプリントパターンにすることができる。したがって、インプリントスタンプ２０は、ナノメートルサイズの寸法（ｄ₀、ｈ₀、Ｌ₀）を有するインプリントパターン２０ｐを有するナノインプリントスタンプになるであろう。

マイクロエレクトロニクス分野においてよく知られているリソグラフィ工程を用いて、マスター基板１１をパターニングし、エッチングすることができる。たとえば、材料１５５のためにフォトレジストを用いるフォトリソグラフィ工程および反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）のようなエッチング工程を用いて、マスター基板１１内にインプリントスタンプ２０を形成することができる。

マスター基板１１のために適した材料は、限定はしないが、シリコン（Ｓｉ）基板およびシリコン（Ｓｉ）ウェーハを含む。図５では、マスター基板１１はウェーハフラット１１Ｆを有するシリコンウェーハである。マスター基板１１内には４つのインプリントスタンプ２０が形成される。シリコンウェーハは任意のサイズにすることができる。たとえば、４つのインプリントスタンプ２０の場合のマスター基板１１として、４．０インチシリコンウェーハが用いられた。さらに多くのインプリントスタンプ２０あるいはさらに大きなインプリントスタンプ２０の場合に、さらに大きな表面積を与えるために、さらに大きな直径のシリコンウェーハ（たとえば、８インチあるいは１２インチ）（１インチ＝約２．５４ｃｍ）を用いることができる。インプリントパターン２０ｐは図５では同じように見えるが、インプリントスタンプ２０は、インプリントスタンプ２０間で異なる（すなわち、同じではない）インプリントパターン２０ｐを含むことができる。

図６では、インプリントパターン２０ｐ上に剥離層１３が堆積される。剥離層１３は、インプリントパターン２０ｐをコンフォーマルコーティング（表面形状に沿った態様でのコーティング）するように作用する第１の厚みｔ₁を含み、第１の厚みｔ₁はインプリントパターン２０ｐの垂直方向および水平方向の表面上で概ね同じ厚みになる。剥離層１３のために適した材料は、限定はしないが、フルオロカーボン材料を含む。一例として、剥離層１３のためのフルオロカーボン材料は、約５分間、トリフルオロメタン（ＣＨＦ₃）ガスのプラズマ堆積を用いて堆積されることができる。

第１の厚みｔ₁は応用形態に依存するであろう。しかしながら、以下に説明されるように、剥離層１３は、後に剥離層１３から剥離されることになるシリコーンベースエラストマ材料を被着する非粘着表面を設けるための役割を果たす。それゆえ、剥離層１３には、約５０．０ｎｍ〜約１５０．０ｎｍ厚の第１の厚みｔ₁を有する非常に薄い層を用いることができる。

図７では、シリコーンベースエラストマ層１５が、インプリントパターン２０ｐを完全に覆う第１の深さｄ₁まで、剥離層１３上に堆積される。シリコーンベースエラストマ層１５のための均一な厚みを得るために、マスター基板１１は概ね水平にしなければならない。これは、たとえば、シリコーンベースエラストマ層１５を堆積する前に、水平な表面あるいは水平な真空チャック上にマスター基板１１を配置することにより達成されることができる。

その後、シリコーンベースエラストマ層１５は、マスター基板１１を加熱（図中のＨ）することにより硬化される。硬化は、所定の時間だけ所定の温度でマスター基板１１をベーキングすることにより達成することができる。実際の時間および温度は応用形態に依存することになり、シリコーンベースエラストマ層１５のために用いられる材料のタイプにも依存するであろう。シリコーンベースエラストマ層１５のために適した材料は、限定はしないが、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、およびＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）シリコーンベースコンフォーマルコーティング材を含む。ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）シリコーンベースコンフォーマルコーティング材は、ＳＹＬＧＡＲＤ１８２（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８３（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８４（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８６（登録商標）シリコーンエラストマを含む。

シリコーンベースエラストマ層１５の第１の深さｄ₁は応用形態に依存することができる。しかしながら、好ましい実施形態では、シリコーンベースエラストマ層１５の第１の深さｄ₁は約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍである。ＰＤＭＳあるいはＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）ＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）シリコーンベースエラストマの場合、シリコーンベースエラストマ層１５の硬化は、オーブンなどにおいてマスター基板１１をベーキングすることにより達成することができる。硬化するための所定の温度および所定の時間として、約４時間、約１００℃の温度を用いることができる。

同じく図７に示される別の実施形態では、上記の硬化ステップの前に、第２の厚みｔ₂を有するカバー層１６が、既に堆積されているシリコーンベースエラストマ層１５上に被着される。カバー層１６はポリエステルフィルムであり、第２の厚みｔ₂は約５０．０μｍ〜約１５０．０μｍであることが好ましい。カバー層１６を用いて、シリコーンベースエラストマ層１５の概ね平坦な表面１５ｓからの逸脱を生じることになる、シリコーンベースエラストマ層１５内のあらゆる表面の凹凸（anomalies）を平坦化することができる。

硬化ステップの後に、インプリントパターン２０ｐの相補的な像がシリコーンベースエラストマ層１５内に複製され（２０ｒ）、インプリントスタンプ２０ａがシリコーンベースエラストマ層１５内に形成されるようになる（図８〜図１０を参照）。

図７では、硬化ステップの後に、シリコーンベースエラストマ層１５が剥離層１３から剥離される。ピンセットの両先端、あるいはＸ−Ａｃｔｏ（登録商標）ナイフのようなナイフまたはかみそりの刃を用いて、ナイフの刃（図中のＫ）およびシリコーンベースエラストマ層１５と剥離層１３との間に挿入される破線矢印によって示されるように、剥離層１３からシリコーンベースエラストマ層１５を分離することができる。その後、シリコーンベースエラストマ層１５は、シリコーンベースエラストマ層１５の縁をつかみ、剥離層１３からシリコーンベースエラストマ層１５を引き剥がすこと（破線矢印Ｐを参照）により、剥離層１３から剥離されることができる。上記のカバー層１６が用いられる場合には、シリコーンベースエラストマ層１５が剥離層１３から剥離される前に、カバー層１６がシリコーンベースエラストマ層１５から除去される。

図８、図９および図１０では、インプリントスタンプ２０ａが、インプリントスタンプ２０ａを包囲するシリコーンベースエラストマ層１５の余分な部分から取り出される。上記のカバー層１６が用いられる場合には、インプリントスタンプ２０ａが、インプリントスタンプ２０ａを包囲するシリコーンベースエラストマ層１５およびカバー層１６の余分な部分から取り出される。

いずれの場合でも、概ね平坦な基板２１上にシリコーンベースエラストマ層１５を配置し、その後、インプリントスタンプ２０ａの周囲（図８および図９の破線を参照）を切断し（図中のＣ）、インプリントスタンプ２０ａからシリコーンベースエラストマ層１５の余分な部分あるいはシリコーンベースエラストマ層１５およびカバー層１６の余分な部分を切り離すことにより、インプリントスタンプ２０ａを余分な部分から取り出すことができる。ナイフ、かみそり、ダイスなどを用いて、図９にナイフＫによって示されるような切断を達成することができる。インプリントスタンプ２０ａが切り離された後に、余分な部分（１５、あるいは１５および１６）は概ね平坦な基板２１から剥離されることができ、インプリントスタンプ２０ａがもはや余分な部分と接続されないようになる（図１０を参照）。概ね平坦な基板２１には、限定はしないが、ガラス、金属、プラスチックおよび石英を含む材料を用いることができる。たとえば、概ね平坦な基板２１にはガラス板を用いることができる。

オプションとして、マスター基板１１を用いてさらに別のインプリントスタンプ２０ａを製造するために、上記のステップが必要に応じて繰り返されてよい。本発明の１つの利点は、マスター基板１１が上記の工程ステップによって損傷を受けないことである。結果として、いくつかのインプリントスタンプ２０ａを製造するために、同じマスター基板１１を繰返し用いることができる。それゆえ、マスター基板１１をパターニングおよびエッチングし、剥離層１３を堆積するコストは、いくつかのインプリントスタンプ２０ａを通して償却されることができる。

本発明の別の利点は、シリコーンベースエラストマ層１５が塵粒のような汚染物質の周囲に流れ、それらを運び去るので、塵粒のような汚染物質を除去するために、使用する度にマスター基板１１を洗浄する必要がないことである。したがって、粒子がシリコーンベースエラストマ層１５とともに除去されるので、マスター基板１１は自洗式である。

図１１では、第３の厚みｔ₃を有する平坦で薄いプラスチックフィルム３３が、第４の厚みｔ₄を有する平坦でコンプライアントな（可撓性を有する）シリコーンゴムバッキング３１上に配置される。薄いプラスチックフィルム３３のために適した材料は、限定はしないが、ポリイミドおよびポリエステル（ＰＥＴ、ポリエチレン テレフタレート）を含む。第３の厚みｔ₃および第４の厚みｔ₄は応用形態に依存するであろう。薄いプラスチックフィルム３３の第３の厚みｔ₃は約４０．０μｍ〜約１００．０μｍであり、シリコーンゴムバッキング３１の第４の厚みｔ₄は約０．１２５インチ〜約０．２５インチであることが好ましい。シリコーンゴムバッキング３１の第４の厚みｔ₄は、シリコーンゴムバッキング３１がコンプライアントである（すなわち、硬くない）ことを確実にするように選択されるであろう。

図１２では、薄いプラスチックフィルム３３の表面３３ｓがフォトポリマー溶液３５でコーティングされる。フォトポリマー溶液３５は、限定はしないが、約５０％のフォトポリマー材料と約５０％のアセトンとの混合物を含むことができる。以下に記載されるように、アセトンは蒸発し、薄いプラスチックフィルム３３の表面３３ｓ上の概ねフォトポリマー層が残されるであろう。フォトポリマー材料は、限定はしないが、紫外線に露光する際に硬化するＮｏｒｌａｎｄ（商標）光学接着剤を含むことができる。フォトポリマー材料は、約５．０秒〜約６０秒の間に硬化することが好ましい。たとえば、フォトポリマー溶液３５のために、Ｎｏｒｌａｎｄ（登録商標）ＮＯＡ８３Ｈフォトポリマーを用いることができる。

図１３および図１４では、フォトポリマー溶液３５が薄いプラスチックフィルム３３の表面３３ｓ上に塗布され（伸ばされ）、第５の厚みｔ₅を有するフォトポリマー層３５が形成される。フォトポリマー溶液３５の塗布は、第１の直径を有するワイヤＷ₁を巻かれたマイヤーバーＭ₁を用いて成し遂げられることが好ましい。マイヤーバーＭ₁は表面３３ｓ上を摺動し（Ｓ）、フォトポリマー溶液３５を計量（量的に調整）し、第５の厚みｔ₅を有するフォトポリマー層３５が形成されるようにする。フォトポリマー溶液３５の中にある任意のアセトンは塗布過程において概ね蒸発する。結果として、フォトポリマー層３５は上記のように概ねフォトポリマー材料を含む。フォトポリマー層３５の第５の厚みｔ₅は約５．０μｍ〜約１０．０μｍであることが好ましい。ワイヤＷ₁の第１の直径は応用形態に依存するであろう。ワイヤＷ₁の第１の直径は約５０．０μｍ〜約１００．０μｍであることが好ましい。

図１５では、インプリントスタンプ２０ａのパターニングされた表面２１ａがフォトポリマー層３５上に配置される。フォトポリマー層３５上にインプリントスタンプ２０ａを配置することは、インプリントスタンプ２０ａのエッジｅ１をフォトポリマー層３５に接触させて配置し、エッジｅ１を押さえながら、パターニングされた表面２１ａの残りの部分を徐々に降ろして（矢印Ｌ１およびｄを参照）フォトポリマー層３５と接触させることを含むことができる。ピンセット（a pair of tweezers）あるいは吸引棒（suction wand）を用いて、エッジｅ２をつかみながら降ろし、エッジｅ１を押さえておくことができる。別法では、ゴムローラなどを用いて、徐々に降ろしながら、パターニングされた表面２１ａをフォトポリマー層３５に接触させることができる。

徐々に降ろすことの１つの利点は、フォトポリマー層３５とパターニングされた表面２０ｒとの間に捕捉された空気が追い出され、欠陥を引き起こすようになる気泡がフォトポリマー層３５とパターニングされた表面２０ｒとの間に捕らわれないようにすることである。

本発明の別の利点は、一旦、インプリントスタンプ２０ａがフォトポリマー層３５上に配置されたなら、インプリントスタンプ２０ａがフォトポリマー層３５の表面３５ｓ上で自由に動かされ（破線矢印Ｆを参照）、フォトポリマー層３５上の所定の場所にインプリントスタンプ２０ａを位置決めすることができることである。そのように自由に動かすこと（Ｆ）はピンセットあるいは吸引棒を用いて手作業で行うことができるか、あるいは自動化して、ロボットエンドエフェクタのような精密機械装置を用いて、インプリントスタンプ２０ａを正確に位置決めすることができる。

図１６では、フォトポリマー層３５を硬化して、フォトポリマー層３５上にインプリントスタンプ２０ａの場所を固定し、インプリントパターン２０ｒの像がフォトポリマー層３５に転写される。フォトポリマー層３５は、フォトポリマー層３５を、第１の時間だけ所定の輝度の紫外線ＵＶを照射することにより硬化される。フォトポリマー層３５は硬化して次第に固くなり、フォトポリマー層３５に転写されるインプリントパターン２０ｒの像も固くなり、インプリントパターン２０ｓとしてフォトポリマー層３５内に固定される。

紫外線ＵＶは、限定はしないが、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲を含む波長を有することができる。紫外線ＵＶの所定の輝度は、限定はしないが、約１５０ｍＷ／ｃｍ²の輝度を含むことができる。第１の時間は、限定はしないが、約５秒〜約６０秒の時間を含むことができる。たとえば、紫外線ＵＶの光源として、ＵＶＡ紫外線光源を用いることができる。

本発明の別の利点は、フォトポリマー層３５をパターニングするために用いられるインプリントスタンプ２０ａが、変更可能な厚み（図１６のｔ_Aおよびｔ_Bを参照）を有することができ、厚みの変更がインプリントパターン２０ｒをフォトポリマー層３５のインプリントパターン２０ｓに転写する精度に影響を及ぼさないことである。厚み（ｔ_Aおよびｔ_B）の変更は、インプリントスタンプ２０ａを形成するために用いられる工程を変更すること、図７の第１の深さｄ₁を変更すること、または異なるマスター基板１１を用いて、異なるインプリントパターン２０ｐを有する異なるインプリントスタンプ２０を形成することによることができる。

硬化ステップの後に、図１７および図１８では、インプリントスタンプ２０ａがフォトポリマー層３５から除去され（図中のＰ）、インプリントパターン２０ｒの像がフォトポリマーシム３６を画定し、その中にインプリントパターン２０ｓが固定される。インプリントスタンプ２０ａは、ピンセットなどを用いて、エッジ（ｅ１あるいはｅ２）をつかみ、その後、フォトポリマー層３５からインプリントスタンプ２０ａを持ち上げることにより除去されることができる（Ｐ）（破線矢印Ｐを参照）。

図１９では、フォトポリマーシム３６を加熱することにより、フォトポリマーシム３６が後硬化（ポスト硬化）される。フォトポリマーシム３６の後硬化は、限定はしないが、約１００℃の温度において約１時間で実施することができる。オプションでは、後硬化ステップの後に、フォトポリマーシム３６がアセトン溶液で洗浄され、ＰＤＭＳあるいは上記のＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）シリコーンベースエラストマのようなシリコーンベースエラストマ材料（後でフォトポリマーシム３６を覆うことになる）の硬化を妨げることもある化学種を除去することができる。フォトポリマーシム３６の後硬化は、硬化を妨げる化学種を追い出し、薄いプラスチックフィルム３３へのフォトポリマーシム３６の接着を改善する。

図１９では、フォトポリマーシム３６の後硬化の後に、第６の厚みｔ₆を有するフルオロカーボン材料３７のコーティングが、フォトポリマーシム３６上に堆積される。第６の厚みｔ₆は、限定はしないが、約５０．０ｎｍ〜約１５０．０ｎｍの厚みを含むことができる。一例として、フルオロカーボン材料３７は、約５分間、トリフルオロメタン（ＣＨＦ₃）ガスのプラズマ堆積を用いて堆積されることができる。

図１９では、フルオロカーボン材料３７を堆積した後に、薄いプラスチックフィルム３３とシリコーンゴムバッキング３１との間にピンセットあるいはナイフの刃を挿入して、薄いプラスチックフィルム３３が、破線矢印Ｐによって示されるように、シリコーンゴムバッキング３１から引き剥がされることができる。以下では、フォトポリマーシム３６と薄いプラスチックフィルム３３とを組み合わせたものは、他に言及されない限り、フォトポリマーシム３６と呼ばれるであろう。

図２０では、薄いプラスチックフィルム３３が分離された後に、フォトポリマーシム３６が支持基板４１に取り付けられる。フォトポリマーシム３６は、フォトポリマーシム３６を支持基板４１上に配置し、接着剤を用いて、フォトポリマーシム３６の一端を支持基板４１に固定することにより、支持基板４１に接続されることができる。たとえば、高温接着テープＴを用いることができる。支持基板４１は、限定はしないが、ガラスおよび石英を含む材料から形成されることができる。

図２１および図２２では、第１の高さｈ₁を有するシムストック４３が支持基板４１に取り付けられる。シムストック４３は、たとえば、上記の高温接着テープＴのような接着剤を用いて支持基板４１に接続されることができる。シムストック４３は、フォトポリマーシム３６に隣接して配置され、フォトポリマーシム３６から第１の距離Ｄ₁だけ離隔して配置され、支持基板４１の表面４１ｓ上に、シムストック４３とフォトポリマーシム３６との間に空間が存在するようになる。シムストック４３の第１の高さｈ₁は、図２２に示されるようなフォトポリマーシム３６の高さｈ_sよりも高くなるであろう。第１の高さｈ₁および第１の距離Ｄ₁は応用形態に依存するであろう。しかしながら、第１の高さｈ₁は、限定はしないが、約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍを含む範囲にすることができ、第１の距離Ｄ₁は、限定はしないが、約１．０ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲にすることができる。シムストック４３には、限定はしないが、金属、ガラス、石英およびステンレス鋼を含む材料を用いることができる。たとえば、シムストック４３にはステンレス鋼シムストックを用いることができ、第１の高さｈ₁は約０．５ｍｍにすることができる。

図２１では、以下に記載されるようにシムストック４３およびフォトポリマーシム３６にシリコーンベースエラストマ材料をコーティングするための準備として、支持基板４１の温度を高めるために、支持基板４１が予熱される（図中のＨ）。シリコーンベースエラストマ材料は、冷たい温度あるいは室温（すなわち約１８℃〜約２８℃）の支持基板４１上にコーティングされないことが好ましい。支持基板４１を予熱するための温度は応用形態に依存し、その温度はフォトポリマーシム３６の温度限界を超えないであろう。たとえば、支持基板４１は、約１００℃の温度まで予熱されることができる。約１００℃の温度はほとんどのフォトポリマー材料の温度限界未満である。

図２２および図２３では、フォトポリマーシム３６およびシムストック４３がコンプライアント材料４４（可撓性材料）をコーティングされ、それによりフォトポリマーシム３６およびシムストック４３は完全に覆われる（図２２を参照）。コンプライアント材料４４のために適した材料は、限定はしないが、シリコーンベースエラストマ材料およびアモルファスフルオロポリマー材料を含む。

適当なシリコーンベースエラストマ材料は、限定はしないが、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、およびＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）シリコーンベースコンフォーマルコーティングを含む。ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）シリコーンベースコンフォーマルコーティングは、ＳＹＬＧＡＲＤ１８２（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８３（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８４（登録商標）シリコーンエラストマ、ＳＹＬＧＡＲＤ１８６（登録商標）シリコーンエラストマを含む。ＰＤＭＳは、基剤が約１０．０に対して硬化剤が約１．５の割合の混合物であることが好ましい。基剤および硬化剤は、それらが同じ密度を有するように、重量比あるいは体積比で混合されることができる。

アモルファスフルオロポリマー材料のために適した材料は、限定はしないが、テフロン（登録商標）ＡＦを含む。たとえば、ＤｕＰｏｎｔ（商標）テフロン（登録商標）ＡＦをコンプライアント材料４４のために用いることができる。コンプライアント材料４４がアモルファスフルオロポリマー材料を含むとき、先に記載された図２１の予熱ステップは不要である。

図２３および図２４では、コンプライアント材料４４がフォトポリマーシム３６およびシムストック４３上に塗布され（伸ばされ）、フォトポリマーシム３６およびシムストック４３を覆うコンプライアント媒体４５が形成される（図２４の厚みｔ₈およびｔ₉を参照）。フォトポリマーシム３６のインプリントパターン２０ｓはコンプライアント媒体４５に転写され、コンプライアント媒体４５内にインプリントスタンプ２０ｔが形成されるようになる。

コンプライアント材料４４の塗布は、第２の直径を有するワイヤＷ₂を巻かれたマイヤーバーＭ₂を用いて成し遂げられることが好ましい。マイヤーバーＭ₂はシムストック４３上を摺動し（図中のＳ）、コンプライアント材料４４を計量（量的に調整）して、滑らかで均一な厚みのコンプライアント媒体４５が形成される。コンプライアント材料４４は厚みｔ₈までシムストック４３を覆い、厚みｔ₉までフォトポリマーシム３６を覆うであろう。ただしｔ₉＞＞ｔ₈である。マイヤーバーＭ₂は、先に記載されたマイヤーバーＭ₁よりもかなり粗い直径のワイヤを巻かれる。ワイヤＷ₂の第２の直径は応用形態に依存するであろう。ワイヤＷ₂の第２の直径は、約１．０ｍｍ〜約３．０ｍｍであることが好ましい。たとえば、約１．５ｍｍの直径を有するワイヤがマイヤーバーＭ₂に巻かれることができる。

塗布した後に、支持基板４１は加熱される（図中のＨ）。表面４１ｓは、加熱ステップ中あるいは後に、コンプライアント媒体４５の一部４５ｃが接着するための表面を与えるための役割を果たす。基板４１の加熱（Ｈ）のための時間および温度は応用形態に依存し、先に記載されたように、その温度はフォトポリマーシム３６あるいはコンプライアント媒体４５のための温度限界を超えてはならない。一例として、コンプライアント媒体４５がシリコーンベースエラストマ材料から形成されるとき、支持基板４１は、約１００℃の温度で約４．０時間、加熱（Ｈ）されることができる。その加熱（Ｈ）によって、シリコーンベースエラストマ材料は硬化する。別法では、コンプライアント媒体４５がアモルファスフルオロポリマー材料から形成されるとき、支持基板４１は、約６０℃の温度で約４．０時間、加熱（Ｈ）されることができる。この場合には、加熱（Ｈ）によって、アモルファスフルオロポリマー材料が固まる。

加熱ステップの後に、支持基板４１は冷却される。支持基板４１は、概ね室温（すなわち、約１８℃〜約２８℃）まで冷却するようになされることが好ましい。

支持基板４１が冷却された後に、シムストック４３が支持基板４１から除去される。図２４では、フォトポリマーシム３６に隣接するシムストック４３の縁に沿ってコンプライアント媒体４５を切断（Ｋ）することにより、シムストック４３を除去することができる。ナイフ、かみそりなどを用いて、コンプライアント媒体４５を切断（Ｋ）することができる。コンプライアント媒体４５が切断（Ｋ）された後に、シムストック４３は支持基板４１から引き剥がされることができる。コンプライアント材料４５の一部４５ｃが支持基板４１の表面４１ｓに接着し、接着は、コンプライアント媒体４５が基板４１から早まって分離されるのを防ぐので、シムストック４３の縁部（Ｋのための破線を参照）は切断（Ｋ）を行うための目印として用いられるであろう。

図２５〜図２７では、転写接着層５１の第１の接着表面Ａ₁がコンプライアント媒体４５の表面４５ｓに被着され、転写接着層５１がコンプライアント媒体４５に接着するようになる。転写接着層５１は、以下に記載されるように、第７の厚みｔ₇および第２の接着表面Ａ₂を含む。

図２５では、表面４５ｓに被着される前に、転写接着層５１から第１のバッキング５３（裏当て材）を剥離することにより（図中のＰ₁）、第１の接着表面Ａ₁を露出することができる。同様に、転写接着層５１から第２のバッキング５５を剥離することにより（Ｐ₂）、第２の接着表面Ａ₂を露出することができる。第１の接着表面Ａ₁は、ローラ５９（図２６を参照）を用いることにより表面４５ｓと接続されることができる。

図２６では、第１の接着表面Ａ₁がコンプライアント媒体４５の縁に配置され、その後、表面４５ｓ全体が第１の接着表面Ａ₁と接続されるまで（図２７を参照）、ローラ５９が第２のバッキング５５にわたって転がされ（図中のＲ）、第１の接着表面Ａ₁が表面４５ｓにわたって徐々に被着される。ローラ５９には、たとえばゴムローラを用いることができる。ローラ５９によって、第１の接着表面Ａ₁と表面４５ｓとの間に空気を捕らえることなく、第１の接着表面Ａ₁が表面４５ｓに被着されるようになる。

転写接着層５１の第７の厚みｔ₇は応用形態に依存するであろう。しかしながら、転写接着層５１はコンプライアント媒体４５に付着したままであり、かつコンプライアント媒体４５は可撓性であることが望ましいので、転写接着層５１はできる限り薄くなければならない。転写接着層５１の第７の厚みｔ₇は約２０．０μｍ厚〜約１００．０μｍ厚であることが好ましい。

転写接着層５１は光学的に透過性の材料であり、コンプライアント媒体４５およびインプリントスタンプ２０ｔと接触する別のフォトポリマー材料が、以下に記載されるように、転写接着層５１およびコンプライアント媒体４５の両方に入射する光源によって硬化できるようにすることが好ましい。

転写接着層５１のために適した光学的に透過性の材料は、限定はしないが、Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．（登録商標）ＡＲｃｌｅａｒ（登録商標）ＤＥＶ−８９３２の光学的に透明なシリコーン接着剤を含む。たとえば、ＡＲｃｌｅａｒ（登録商標）ＤＥＶ−８９３２からなる２５．０μｍ厚のシート（すなわち、第７の厚みｔ₇＝２５．０μｍ）を転写接着層５１のために用いることができる。

図２８では、コンプライアント媒体４５は、ナイフ、かみそり、吸引棒、ピンセットなどを用いて、ナイフＫによって示されるように、支持基板４１からのコンプライアント媒体４５の分離を開始することにより、支持基板４１から分離されることができる。

図２９では、インプリントスタンプ２０ｔが、マスター基板１１（図５および図６を参照）上のパターン２０ｐと相補的な、フォトポリマーシム３６内に形成される複数のパターン２０ｑを含む。図３０では、引き剥がした後に、コンプライアント媒体４５が依然として、フォトポリマーシム３６および薄いプラスチックフィルム３３に接続されている。

本発明のさらに別の利点は、図３１〜図３７ｂを参照して以下に記載される後続の処理ステップおよびハンドリングステップ中に、フォトポリマーシム３６および薄いプラスチックフィルム３３の層が、インプリントスタンプ２０ｔを損傷から保護することである。それらの処理ステップおよびハンドリングステップが完了した後に、インプリントスタンプ２０ｔを露出させるために、フォトポリマーシム３６および薄いプラスチックフィルム３３の層を剥離することができる。フォトポリマーシム３６および薄いプラスチックフィルム３３の層は最終的には、コンプライアント媒体４５によって保持されるインプリントスタンプ２０ｔを露出させるために、コンプライアント媒体４５から分離されることになるので、これ以降、他に言及されなければ、フォトポリマーシム３６および薄いプラスチックフィルム３３を含む層を組み合わせたものは、フォトポリマーシム３６として示されるであろう（図３０を参照）。

同様に、転写接着層５１はコンプライアント媒体４５と接続されたままであるので、コンプライアント媒体４５および転写接着層５１を組み合わせたものはコンプライアント媒体７０として示されるであろう。図２８および図３０では、コンプライアント媒体７０とフォトポリマーシム３６とを組み合わせたものは、コンプライアントアセンブリ７５（可撓性アセンブリ）として示されるであろう。以下に記載されるように、コンプライアントアセンブリ７５は、シリンダおよびフレキシブルベルト材料と接続されるであろう。

図３１ａ、図３１ｂおよび図３１ｃでは、水平セクション７３ｈと垂直セクション７３ｖとを含むＬ字形ジグ７３が低い垂直壁を形成する。水平および垂直セクション（７３ｈ、７３ｖ）は互いに直角βをなす。セクション（７３ｈ、７３ｖ）は滑らかであり、概ね平坦でなければならない。Ｌ字形ジグ７３を用いて、シリンダ６９の表面６９ｓへのコンプライアントアセンブリ７５の積層を達成することができる。

図３１ａおよび図３１ｂでは、支持基板４１が水平セクション７３ｈ上に配置され、垂直セクション７３ｖと当接することができる。別法では、コンプライアントアセンブリ７５が既に支持基板４１から分離されている場合には、シリコーンゴムの滑らかで平坦な断片から形成される土台（図示せず）が水平セクション７３ｈ上に配置されることができ、その土台の端部が垂直セクション７３ｖに当接する。コンプライアントアセンブリ７５は土台の上側に配置され、垂直セクション７３ｖを垂直で真っ直ぐな端部として用いることにより、垂直セクション７３ｖと位置合わせされる。第２のバッキング５５が依然として転写接着層５１上に存在する場合には、第２のバッキング５５を剥離して（Ｐ₂）、第２の接着層Ａ₂を露出させることができる。

図３１ａおよび図３１ｃでは、外側表面６９ｓを有するシリンダ６９が水平セクション７３ｈおよび垂直セクション７３ｖと位置合わせされ、外側表面６９ｓがそれらのセクション（７３ｈ、７３ｖ）に接するようにする（７３ｔ）。シリンダ６９がコンプライアントアセンブリ７５上に降ろされ、第２の接着表面Ａ₂が外側表面６９ｓの一部と接点７３ｔにおいて接触するようになる。その後、シリンダ６９は回転方向Ｒ_Dに転がされ（図中のＲ）、シリンダ６９が転がされる（Ｒ）のに応じて、外側表面６９ｓ上にコンプライアントアセンブリ７５が巻き取られる。コンプライアントアセンブリ７５がシリンダ６９上を転がされた後に、図３１ｃに示されるように、コンプライアントアセンブリ７５の隣接する端部間に隙間７０ｇが形成されることができる。

シリンダ６９のために適した材料は、限定はしないが、金属、セラミック、ガラス、石英およびプラスチックを含む。シリンダ６９は光学的に透過性の材料から形成され、光Ｌがシリンダ６９、コンプライアント媒体７０およびインプリントスタンプ２０ｔを通過できるようにすることが好ましい。シリンダ６９のために適した光学的に透過性の材料は、限定はしないが、ガラス、石英およびプラスチックを含む。図３２では、紫外線光源のような光源９９が、シリンダ６９の内側あるいは外側に配置され、インプリントスタンプ２０ｔに押し付けられるフォトポリマー材料（図示せず）に照射し、硬化させることができる。コンプライアント媒体７０は任意のサイズに形成されることができるので、シリンダ６９は、光源９９を収容するだけの十分な内径を含むことができる。一方、光源９９は、シリンダ６９の内径の中に入れられるほど十分に小さくすることができる。

図３１ｂでは、シリンダ６９にコンプライアント媒体４５を付着させるための別の方法が示される。図３１ｂでは、転写接着層５１がコンプライアント媒体４５と接続されないので、コンプライアント媒体は７０ではなく、４５として示される。最初に、転写接着層５１の第１の接着表面Ａ₁が、第１のバッキング５３（図示せず）を剥離することにより露出される。次に、シリンダ６９の外側表面６９ｓが第１の接着表面Ａ₁と接続され、その後、シリンダ６９が転がされ、転写接着層５１が外側表面６９ｓ上に巻き取られる。次に、第２のバッキング５５の一部が剥離され、第２の接着表面Ａ₂の一部が露出する。次に、第２の接着表面Ａ₂の露出された部分が接点７３ｔにおいてコンプライアント媒体４５と接続され、シリンダ６９が回転方向Ｒ_Dに転がされ、コンプライアント媒体４５がシリンダ６９上に巻き取られ、同時に、第２のバッキング５５の残りの部分が剥離され（５５ｐ）、第２の接着表面Ａ₂の残りの部分が露出される。

図３２および図３３では、コンプライアントアセンブリ７５がシリンダ６９上で巻かれた後に、コンプライアントアセンブリ７５の大部分がシリンダ６９上で滑らかに巻かれることができるように取り除かれなければならないコンプライアントアセンブリ７５の余分な部分７５ｘが存在する場合がある。上記のように、隙間７０ｇが存在する場合もあり、存在する場合には、隙間７０ｇが実用可能なほど小さくなるように余分な部分７５ｘを取り除くことが望ましい。コンプライアントアセンブリ７５が外側表面６９ｓ上で膨らむことなく延在するように、ナイフＫなどを用いて、余分な部分７５ｘを取り除くことができる。図３３では、ナイフＫが方向Ｋ_dに沿って切断し、余分な部分７５ｘのトリミング（切断）を行い、完全に積層されたシリンダ９０を形成することができる。図３３では、インプリントスタンプ２０ｔは、コンプライアント媒体７０から分離されていないフォトポリマーシム３６に下に依然として配置されるので、破線の輪郭で示される。

図３３では、シリンダ６９およびコンプライアントアセンブリ７５を通る線ｎ−ｎが図３４ａおよび図３４ｂにおいて断面図でさらに詳細に示される。図３４ａには、余分な部分７５ｘが取り除かれる前のコンプライアントアセンブリ７５が示される。図３４ｂには、余分な部分７５ｘが取り除かれた後のコンプライアントアセンブリ７５が示される。

図３４ａでは、余分な部分７５ｘはコンプライアント媒体７０とフォトポリマーシム３６とを含む。フォトポリマーシム３６に接続される薄いプラスチックフィルム３３（図２８を参照）は光に対して非透過性にすることができ、フォトポリマーシム３６は光学的に透過性にすることができるので、フォトポリマーシム３６が破線矢印Ｐによって示されるように剥離され、コンプライアント媒体７０（すなわち、光学的に透過性の接着剤５１および光学的に透過性のコンプライアント媒体４５）を用いて、シリンダ６９の外側表面６９ｓと既に接続されているコンプライアントアセンブリ７５の縁部Ｅ_Sを見ることができるようになる。

縁部Ｅ_Sに対する視線（破線を参照）に沿ってナイフで切断して（Ｋ）、余分な部分７５ｘを取り除き、余分な部分７５ｘの接続されない層と、その個々の接続される層とを、すなわち図３４ａに示されるような３３’と３３、３６’と３６、４５’と４５および５１’と５１とを位置合わせすることができる。トリミング後に、コンプライアントアセンブリ７５の隣接する端部間には小さな隙間７０ｇが存在する場合もある。

図３４ｂでは、小さな隙間７０ｇを別にすれば、コンプライアントアセンブリ７５は、シリンダ６９の外側表面６９ｓ上に、概ね連続した層を形成する。トリミング後に、フォトポリマーシム３６を剥離して（図中のＰ）、コンプライアント媒体７０上にインプリントスタンプ２０ｔを露出させることができる。

図３５および図３６では、コンプライアントアセンブリ７５がベルト材料８１に被着される。コンプライアントアセンブリ７５をベルト材料８１に被着する前に、第２のバッキング５５が転写接着層５１から剥離され、第２の接着表面Ａ₂を露出させる。その後、第２の接着表面Ａ₂はベルト材料８１の表面８１ｓに徐々に被着される。ゴムローラのようなローラ８９を用いて、コンプライアントアセンブリ７５を回転方向Ｒ_Dに転がすことができる（図中のＲ）。

回転Ｒは、コンプライアントアセンブリ７５およびベルト材料８１の第１の端部（７５ａ、８１ａ）で開始し、第２の端部（７５ｂ、８１ｂ）で終了することができる。コンプライアントアセンブリ７５およびベルト材料８１が互いに接続された後に（図３６を参照）、図３７ａおよび図３７ｂに示されるように、第１および第２の端部（８１ａ、８１ｂ）を結合してベルト１００を形成することができる。上記のように、隙間７０ｇが第１および第２の端部（７５ａ、７５ｂ）を分離する場合もある。スプライシングテープなどを用いて、隙間７０ｇを覆うこともできる。また１切れのスプライシングテープ８１ｔなどを用いて、ベルト材料８１の第１および第２の端部（８１ａ、８１ｂ）を接続し、ベルト１００を形成することもできる。ベルト１００が形成された後に、フォトポリマーシム３６（すなわち、図２８の層３３および３６）を剥離して（Ｐ）、コンプライアント媒体７０上にインプリントスタンプ２０ｔを露出させることができる。適当なスプライシングテープは、限定はしないが、高温シリコーンベーステープを含む。

ベルト材料８１には光学的に透過性の材料を用いることができ、光Ｌがベルト材料８１、コンプライアント媒体７０およびインプリントスタンプ２０ｔを通過できるようにする。ベルト材料８１のために適した光学的に透過性の材料は、限定はしないが、ＤｕＰｏｎｔ（商標）マイラー（登録商標）を含む。たとえば、紫外線光源のような光源９９が、ベルト１００の内側あるいは外側に配置され、インプリントスタンプ２０ｔに押し付けられるフォトポリマー材料（図示せず）に紫外線を照射し、硬化させることができる。ベルト材料８１は、約５０．０μｍ〜約１５０．０μｍの厚みｔ_Bを有することができる。

本発明のいくつかの実施形態が開示され、例示されてきたが、本発明は、そのように説明および図示された特定の形態あるいは部品の配列には限定されない。本発明は特許請求の範囲によってのみ限定される。

本発明には、少なくとも以下の実施態様が含まれている。

・コンプライアント媒体（４５）上に高解像度の３次元インプリントパターン（２０ｑ）を複製する方法であって、
マスター基板（１１）をパターニングし、その後エッチングして、該基板（１１）内にインプリントパターン（２０ｐ）を画定することにより、該マスター基板（１１）上にインプリントスタンプ（２０）を形成すること、
前記インプリントパターン（２０ｐ）上に剥離層（１３）を堆積することであって、該剥離層（１３）は前記インプリントパターン（２０ｐ）をコンフォーマルコーティングするような第１の厚み（ｔ₁）を有する、剥離層を堆積すること、
前記剥離層（１３）上に、前記インプリントパターン（２０ｐ）を完全に覆うような第１の深さ（ｄ₁）までシリコーンベースエラストマ層（１５）を堆積すること、
前記マスター基板（１１）を加熱（Ｈ）することにより、前記シリコーンベースエラストマ層（１５）を硬化させること、
前記剥離層（１３）から前記シリコーンベースエラストマ層（１５）を剥離すること、
前記インプリントスタンプ（２０ａ）を包囲する前記シリコーンベースエラストマ層（１５）の余分な部分から前記インプリントスタンプ（２０ａ）を分離すること、
前記マスター基板（１１）からさらに別のインプリントスタンプ（２０ａ）を形成するために、必要に応じて上記のステップを繰り返すこと、
第４の厚み（ｔ₄）を有する平坦で、コンプライアントなシリコーンゴムバッキング（３１）上に、第３の厚み（ｔ₃）を有する平坦で、薄いプラスチックフィルム（３３）を配置すること、
フォトポリマー溶液（３５）で前記薄いプラスチックフィルム（３３）の表面をコーティングすること、
第５の厚み（ｔ₅）を有するフォトポリマー層（３５）を形成するために、前記プラスチックフィルム（３３）の前記表面上に前記フォトポリマー溶液（３５）を伸ばすこと、
前記フォトポリマー層（３５）上に前記インプリントスタンプ（２０ａ）のパターニングされた表面（２１ａ）を配置すること、
前記フォトポリマー層（３５）に、第１の時間だけ所定の輝度の紫外線（ＵＶ）を照射することにより、前記フォトポリマー層（３５）を硬化させることであって、それにより、前記フォトポリマー層（３５）上に前記インプリントスタンプ（２０ａ）の場所を固定し、前記フォトポリマー層（３５）に、前記インプリントスタンプ（２０ａ）の前記パターニングされた表面（２１ａ）上にある前記インプリントパターン（２０ｒ）の像を転写するような、硬化させること、
前記インプリントパターン（２０ｓ）の像がフォトポリマーシム（３６）を画定するようにするために、前記フォトポリマー層（３５）から前記インプリントスタンプ（２０ａ）を分離すること（Ｐ）、
前記フォトポリマーシム（３６）を加熱（Ｈ）することにより前記フォトポリマーシム（３６）を後硬化させること、
前記フォトポリマーシム（３６）上に、第６の厚み（ｔ₆）を有するフルオロカーボン材料（３７）のコーティングを堆積すること、
前記シリコーンゴムバッキング（３１）から前記薄いプラスチックフィルム（３３）を分離すること、
前記フォトポリマーシム（３６）を支持基板（４１）に取り付けること、
前記支持基板（４１）上に、第１の高さ（ｈ₁）を有するシムストック（４３）を取り付けることであって、該シムストック（４３）は前記フォトポリマーシム（３６）に隣接して配置され、前記フォトポリマーシム（３６）から第１の距離（Ｄ₁）だけ離隔して配置されるような、シムストックを取り付けること、
前記フォトポリマーシム（３６）および前記シムストック（４３）に、シリコーンベースエラストマ材料およびアモルファスフルオロポリマー材料からなるグループから選択されるコンプライアント材料（４４）をコーティングすること、
前記フォトポリマーシム（３６）および前記シムストック（４３）上に前記コンプライアント材料（４４）を伸ばすことであって、それにより前記フォトポリマーシム（３６）および前記シムストック（４３）を覆うコンプライアント媒体（４５）を形成し、前記フォトポリマーシム（３６）内の前記インプリントパターン（２０ｓ）を前記コンプライアント媒体（４５）に転写するような、伸ばすこと、
前記支持基板（４１）を加熱（Ｈ）すること、
前記支持基板（４１）を冷却すること、
前記コンプライアント媒体（４５）から前記シムストック（４３）を分離すること、
前記コンプライアント媒体（４５）の表面（４５ｓ）に転写接着層（５１）の第１の接着表面（Ａ₁）を被着することであって、それにより該転写接着層（５１）が前記コンプライアント媒体（４５）に接着されるようにすることであって、第７の厚み（ｔ₇）を有しおよび第２の接着表面（Ａ₂）を含むような、該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、
前記転写接着層（５１）を剥離することにより、前記支持基板（４１）あるいは前記フォトポリマーシム（３６）のうちの選択された方から前記コンプライアント媒体（４５）を分離することを含むことを特徴とする、複製する方法。

本発明により、複製されたインプリントスタンプを有するコンプライアント媒体は、ソフトリソグラフィインプリンティング工程において、別の媒体に対して高解像度の３次元インプリントパターンを転写するために用いられる。

本発明によるインプリントパターンを画定するためにマスター基板をパターニングし、エッチングすることを示す図である。 本発明によるインプリントパターンを画定するためにマスター基板をパターニングし、エッチングすることを示す図である。 本発明によるインプリントパターンを画定するためにマスター基板をパターニングし、エッチングすることを示す図である。 本発明によるインプリントパターンを画定するためにマスター基板をパターニングし、エッチングすることを示す図である。 本発明によるインプリントパターンを画定するためにマスター基板をパターニングし、エッチングすることを示す図である。 本発明によるインプリントパターン上にコンフォーマルに堆積される剥離層を示す図である。 本発明による剥離層上に堆積される、シリコンベースエラストマ層を示す図である。 本発明によるインプリントスタンプを形成するために剥離層からシリコンベースエラストマ層を分離することを示す図である。 本発明によるインプリントスタンプを形成するために剥離層からシリコンベースエラストマ層を分離することを示す図である。 本発明によるインプリントスタンプを形成するために剥離層からシリコンベースエラストマ層を分離することを示す図である。 本発明による薄いプラスチックフィルムにシリコーンゴムバッキングを被着することを示す図である。 本発明による薄いプラスチックフィルムへのフォトポリマー溶液のコーティングを示す図である。 本発明による薄いプラスチックフィルム上にフォトポリマー層を形成するためにフォトポリマー溶液を塗布することを示す図である。 本発明による薄いプラスチックフィルム上にフォトポリマー層を形成するためにフォトポリマー溶液を塗布することを示す図である。 本発明によるフォトポリマー層上にインプリントスタンプのパターニングされた面を配置することを示す図である。 本発明によるフォトポリマー層を硬化することを示す図である。 本発明によるフォトポリマー層からインプリントスタンプを除去することを示す図である。 本発明によるフォトポリマー層内に形成されるフォトポリマーシムを示す図である。 本発明によるフォトポリマーシム上に堆積されるフルオロカーボンコーティングを示す図である。 本発明による支持基板に取り付けられたフォトポリマーシムを示す図である。 本発明による支持基板に取り付けられたシムストックおよび支持基板の予熱を示す図である。 本発明によるフォトポリマーシムおよびシムストック上にシリコーンベースエラストマ材料をコーティングし、塗布することを示す図である。 本発明によるフォトポリマーシムおよびシムストック上にシリコーンベースエラストマ材料をコーティングし、塗布することを示す図である。 本発明による支持基板の加熱を示す図である。 本発明によるコンプライアント媒体に転写接着剤を被着することを示す図である。 本発明によるコンプライアント媒体に転写接着剤を被着することを示す図である。 本発明によるコンプライアント媒体に転写接着剤を被着することを示す図である。 本発明による支持基板からコンプライアント媒体を分離することを示す図である。 本発明によるフォトポリマーシムによって保持されるインプリントパターンの平面図および断面図である。 本発明によるコンプライアントアセンブリを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるシリンダにコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるベルト材料にコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるベルト材料にコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるベルト材料にコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。 本発明によるベルト材料にコンプライアントアセンブリを取り付けることを示す図である。

符号の説明

１１ マスター基板
１３ 剥離層
１５ シリコーンベースエラストマ層
２０、２０ａ、２０ｓ インプリントスタンプ
２０ｐ、２０ｑ、２０ｒ ３次元インプリントパターン
２１ａ パターニングされた表面
３１ シリコーンゴムバッキング
３３ プラスチックフィルム
３５ フォトポリマー溶液
３６ フォトポリマーシム
３７ フルオロカーボン材料
４１ 支持基板
４３ シムストック
４４ コンプライアント材料
４５ コンプライアント媒体
５１ 転写接着層
Ａ₁ 第１の接着表面
Ａ₂ 第２の接着表面
Ｄ₁ 第１の距離
ｔ₁ 第１の厚み
ｔ₂ 第２の厚み
ｔ₃ 第３の厚み
ｔ₄ 第４の厚み
ｔ₅ 第５の厚み
ｔ₆ 第６の厚み
ｔ₇ 第７の厚み

Claims (49)

1. コンプライアント媒体上に高解像度の３次元インプリントパターンを複製する方法であって、
   マスター基板をパターニングし、その後エッチングして、該基板内にインプリントパターンを画定することにより、該マスター基板上にインプリントスタンプを形成すること、
   前記インプリントパターン上に剥離層を堆積することであって、該剥離層は前記インプリントパターンをコンフォーマルコーティングするような第１の厚みを有する、剥離層を堆積すること、
   前記剥離層上に、前記インプリントパターンを完全に覆うような第１の深さまでシリコーンベースエラストマ層を堆積すること、
   前記マスター基板を加熱することにより、前記シリコーンベースエラストマ層を硬化させること、
   前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を剥離すること、
   前記インプリントスタンプを包囲する前記シリコーンベースエラストマ層の余分な部分から前記インプリントスタンプを分離すること、
   前記マスター基板からさらに別のインプリントスタンプを形成するために、必要に応じて上記のステップを繰り返すこと、
   第４の厚みを有する平坦で、コンプライアントなシリコーンゴムバッキング上に、第３の厚みを有する平坦で、薄いプラスチックフィルムを配置すること、
   フォトポリマー溶液で前記薄いプラスチックフィルムの表面をコーティングすること、
   第５の厚みを有するフォトポリマー層を形成するために、前記プラスチックフィルムの前記表面上に前記フォトポリマー溶液を伸ばすこと、
   前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプのパターニングされた表面を配置すること、
   前記フォトポリマー層に、第１の時間だけ所定の輝度の紫外線を照射することにより、前記フォトポリマー層を硬化させることであって、それにより、前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプの場所を固定し、前記フォトポリマー層に、前記インプリントスタンプの前記パターニングされた表面上にある前記インプリントパターンの像を転写するような、硬化させること、
   前記インプリントパターンの像がフォトポリマーシムを画定するようにするために、前記フォトポリマー層から前記インプリントスタンプを分離すること、
   前記フォトポリマーシムを加熱することにより前記フォトポリマーシムを後硬化させること、
   前記フォトポリマーシム上に、第６の厚みを有するフルオロカーボン材料のコーティングを堆積すること、
   前記シリコーンゴムバッキングから前記薄いプラスチックフィルムを分離すること、
   前記フォトポリマーシムを支持基板に取り付けること、
   前記支持基板上に、第１の高さを有するシムストックを取り付けることであって、該シムストックは前記フォトポリマーシムに隣接して配置され、前記フォトポリマーシムから第１の距離だけ離隔して配置されるような、シムストックを取り付けること、
   前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックに、シリコーンベースエラストマ材料およびアモルファスフルオロポリマー材料からなるグループから選択されるコンプライアント材料をコーティングすること、
   前記フォトポリマーシムおよび前記シムストック上に前記コンプライアント材料を伸ばすことであって、それにより前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックを覆うコンプライアント媒体を形成し、前記フォトポリマーシム内の前記インプリントパターンを前記コンプライアント媒体に転写するような、伸ばすこと、
   前記支持基板を加熱すること、
   前記支持基板を冷却すること、
   前記コンプライアント媒体から前記シムストックを分離すること、
   前記コンプライアント媒体の表面に転写接着層の第１の接着表面を被着することであって、それにより該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすることであって、第７の厚みを有しおよび第２の接着表面を含むような、該転写接着層が前記コンプライアント媒体に接着されるようにすること、
   前記支持基板あるいは前記フォトポリマーシムのうちの選択された方から前記コンプライアント媒体を分離することを含むことを特徴とする、複製する方法。
2. 前記マスター基板はシリコン基板およびシリコンウェーハからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
3. 前記剥離層はフルオロカーボン材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
4. 前記剥離層の前記第１の厚みは約５０．０ナノメートルないし約１５０．０ナノメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
5. 前記シリコーンベースエラストマ層は、ポリジメチルシロキサン、ＳＹＬＧＡＲＤ１８２、ＳＹＬＧＡＲＤ１８３、ＳＹＬＧＡＲＤ１８４およびＳＹＬＧＡＲＤ１８６からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
6. 前記シリコーンベースエラストマ層の前記第１の深さは約０．５ミリメートルないし約１．５ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
7. 前記シリコーンベースエラストマ層を硬化させることは、約１００．０℃で約４時間、前記マスター基板を加熱することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
8. 前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を分離するステップは、前記シリコーンベースエラストマ層の端部をつかみ、前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を引き剥がすことにより、前記剥離層から前記シリコーンベースエラストマ層を剥離することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
9. 前記インプリントスタンプを分離するステップはさらに、
   略平坦な基板上に前記シリコーンベースエラストマ層を配置すること、
   前記インプリントスタンプから前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分を切り離すために、前記インプリントスタンプの周囲を切断すること、
   前記インプリントスタンプが前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分と分離されるために、前記基板から前記シリコーンベースエラストマ層の前記余分な部分を引き剥がすこと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
10. 前記略平坦な基板は、ガラス、金属、プラスチックおよび石英からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項９に記載の複製する方法。
11. 前記薄いプラスチックフィルムはポリイミドおよびポリエステルからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
12. 前記薄いプラスチックフィルムの前記第３の厚みは約４０．０マイクロメートルないし約１００．０マイクロメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
13. 前記シリコーンゴムバッキングの前記第４の厚みは約０．１２５インチないし約０．２５インチであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
14. 前記フォトポリマー溶液を伸ばすことは、前記プラスチックフィルムの前記表面を横切って、第１の直径のワイヤを含むマイヤーバーを摺動させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
15. 前記マイヤーバー上の前記ワイヤの前記第１の直径は約５０．０マイクロメートルないし約１００．０マイクロメートルであることを特徴とする請求項１４に記載の複製する方法。
16. 前記フォトポリマー溶液は約５０％のフォトポリマー材料と約５０％のアセトンとの混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
17. 前記フォトポリマー材料はＮｏｒｌａｎｄ ＮＯＡ ８３Ｈフォトポリマーであることを特徴とする請求項１６に記載の複製する方法。
18. 前記フォトポリマー層の第５の厚みは、約５．０マイクロメートルないし約１０．０マイクロメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
19. 前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプを配置することはさらに、
    前記インプリントスタンプの端部を前記フォトポリマー層に接触させて配置し、前記端部を押えておくこと、
    前記パターニングされた表面の残りの部分を徐々に降ろしながら前記フォトポリマー層に接触させることとを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
20. 前記フォトポリマー層上の所定の場所に前記インプリントスタンプを配置するために、前記インプリントスタンプを前記フォトポリマー層の表面上で自由に動かすことをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の複製する方法。
21. 前記フォトポリマー層上に前記インプリントスタンプを配置することはさらに、
    前記フォトポリマー層上の所定の場所に前記インプリントスタンプを配置するために、前記インプリントスタンプを前記フォトポリマー層上で自由に動かすことを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
22. 前記フォトポリマー層を硬化させるための前記紫外線は約３００．０ナノメートルないし約４００．０ナノメートルの波長を含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
23. 前記紫外線はＵＶＡ紫外線光源によって生成されることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
24. 前記紫外線の前記所定の輝度は平方センチメートル当たり約１５０ミリワットであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
25. 前記フォトポリマー層を硬化させるための前記第１の時間は、約５．０秒ないし約６０．０秒であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
26. 前記フォトポリマーシムの前記後硬化は、約１００．０℃で約１時間、前記フォトポリマーシムを加熱することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
27. 前記後硬化の後に、前記フォトポリマーシムをアセトンで洗浄することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
28. 前記フォトポリマーシムを前記支持基板に取り付けることは、前記支持基板上に前記フォトポリマーシムを配置し、高温接着テープを用いて、前記フォトポリマーシムの一端を前記支持基板に固定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
29. 前記フォトポリマーシムのための前記支持基板は、ガラスおよび石英からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
30. 前記シムストックは、高温接着テープを用いて前記支持基板に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
31. 前記シムストックの前記第１の高さは約０．５ミリメートルないし約１．５ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
32. 前記シムストックと前記フォトポリマーシムとの間の前記第１の距離は、約１．０ミリメートルないし約３．０ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
33. 前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックをコーティングするための前記シリコーンベースエラストマ材料は、ポリジメチルシロキサン、ＳＹＬＧＡＲＤ１８２、ＳＹＬＧＡＲＤ１８３、ＳＹＬＧＡＲＤ１８４およびＳＹＬＧＡＲＤ１８６からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
34. 前記支持基板は約１００℃の温度に予熱されることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
35. 前記支持基板を加熱することは、約１００．０℃で約１時間、前記支持基板を加熱することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
36. 前記マイヤーバー上の前記ワイヤの前記第２の直径は約１．０ミリメートルないし約２．０ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
37. 前記支持基板の前記冷却は、前記支持基板が略室温まで冷却されるようにすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
38. 前記シムストックを分離することは、前記フォトポリマーシムに隣接する前記シムストックの一端に沿って前記コンプライアント媒体を切断することを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
39. 前記フルオロカーボン材料の前記第６の厚みは約５０．０ナノメートルないし約１５０．０ナノメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
40. 前記転写接着層の前記第７の厚みは約２０．０マイクロメートルないし約１００．０マイクロメートルであることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
41. 前記転写接着層は光学的に透過性の材料であることを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
42. 前記光学的に透過性の材料は、ＡＲｃｌｅａｒ ＤＥＶ−８９３２透明シリコーン接着剤であることを特徴とする請求項４１に記載の複製する方法。
43. 前記転写接着層の前記第２の接着表面をベルト材料の表面に被着することにより、前記コンプライアント媒体を前記ベルト材料に積層することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
44. 前記ベルト材料は光学的に透過性の材料であることを特徴とする請求項４３に記載の複製する方法。
45. 前記光学的に透過性の材料は、ポリエステルフィルムおよびマイラーからなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項４４に記載の複製する方法。
46. 前記転写接着層の前記第２の接着表面をシリンダの外側表面に被着することにより、前記コンプライアント媒体を前記シリンダに積層することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
47. 前記シリンダは、ガラス、石英およびプラスチックからなるグループから選択される光学的に透過性の材料から形成されることを特徴とする請求項４６に記載の複製する方法。
48. 前記アモルファスフルオロポリマー材料はテフロンＡＦを含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。
49. 前記フォトポリマーシムおよび前記シムストックに前記コンプライアント媒体をコーティングする前に、前記支持基板を予熱し、前記支持基板に、前記シリコーンベースエラストマ材料をコーティングするための準備をさせることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複製する方法。

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